Was ist Kalziumsilikat?
Kalziumsilikat ist ein Kalziumsalz der Kieselsäure.
Aufgrund von Unterschieden in der Zusammensetzung der Bestandteile gibt es mehr als 20 verschiedene Verbindungen. Drei der häufigsten Arten sind Kalziumsilikat, Tricalciumsilikat und Wollastonit. Es wird auch kurz als Kalziumsilikat bezeichnet.
Kalziumsilikat kann synthetisch hergestellt werden, indem man Kalziumoxid und Siliziumdioxid (Kalkstein, Kieselgur) mischt und bei hohen Temperaturen reagieren lässt. Kalziumsilikat ist nicht gesundheitsschädlich und als Lebensmittelzusatzstoff anerkannt.
Anwendungen von Kalziumsilikat
Kalziumsilikat wird aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Wärmespeicherung, seiner Wärmedämmung, seiner Nichtbrennbarkeit und seiner Feuerbeständigkeit häufig als Baumaterial verwendet. Es kann auch in großem Umfang als Bestandteil von Düngemitteln in der Landwirtschaft verwendet werden.
Kalziumsilikat wird auch als Zusatzstoff beim Brennen von Keramik verwendet, um Schrumpfung, Gasbildung und Rissbildung zu verhindern. Es kann auch als Zusatzstoff zur Verbesserung der Spannung, Steifigkeit und Hitzebeständigkeit von Gummi und als Zusatzstoff zur Verbesserung der Haltbarkeit von Farben verwendet werden.
Kalziumsilikat wird auch als Lebensmittelzusatzstoff verwendet und manchmal Backpulver oder Salz als Antiklumpmittel zugesetzt.
Eigenschaften von Kalziumsilikat
Wenn Kalziumsilikathydrate erhitzt werden, entwässert das Hydrat. Aufgrund der Verdampfungswärme bei der Dehydratisierung hat dies den Effekt, dass der Temperaturanstieg des Materials verlangsamt wird. Darüber hinaus ist Kalziumsilikat nicht brennbar und feuerbeständig.
Aufbau des Kalziumsilikats
Kalziumsilikat ist eine Art von Silikat. Es ist ein Oberbegriff für eine Zusammensetzung aus Siliciumdioxid, Kalziumoxid und Wasser, die in den unterschiedlichsten Verhältnissen kombiniert werden.
Kalziumsilikat hat eine Mikrostruktur und viele Hohlräume im Inneren der Kristalle. Die Struktur des Kalziumsilikats ist leicht und hat wärmespeichernde und wärmedämmende Eigenschaften.
Weitere Informationen über Kalziumsilikat
Beispiele für die chemische Zusammensetzung von Kalziumsilikat:
Neben Ortho-Kalziumsilikat (Ca2SiO4), Trikalziumsilikat (Ca3SiO5) und Wollastonit (CaSiO3)n gibt es eine Vielzahl weiterer Kalziumsilikate mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen.
Beispiele sind: 3CaO-SiO2, Ca3SiO5, 2CaO-SiO2, Ca2SiO4, 3CaO-2SiO2, Ca3Si2O7, CaO-SiO2 und CaSiO3.
1. Kalziumorthosilikat (Orthosilikat)
Kalziumorthosilikat ist einer der Hauptbestandteile von Zementklinker und macht 10-40 % des Klinkers aus. Zementklinker, auch Klinker genannt, ist ein zementhaltiges Material, das gebrannt, teilweise geschmolzen und in eine gehärtete, körnige oder stückige Form gebrannt wurde.
Kalziumorthosilikat ist in der Zementindustrie als Dicalimsilikat (Englisch: Belite) bekannt. Seine chemische Formel lautet Ca2SiO4 und sein Molekulargewicht beträgt 172,24. Es besteht aus unabhängigen SiO4 in einer tetraedrischen Struktur.
2. Tricalciumsilikat
Tricalciumsilikat ist auch als Tricalciumpentoxid bekannt. Seine chemische Formel ist Ca3SiO5 und sein Molekulargewicht beträgt 228,32. Es enthält tetraedrisch unabhängiges SiO4 und O im Festkörper und gilt als Silikatoxid.
Kalziumsilikat ist der Hauptbestandteil und macht 40-70 % des Zementklinkers aus. In der Zementindustrie wird es als Tricalciumsilikat (Englisch: Alite) bezeichnet.
3. Wollastonit (Metasilikat)
Die Summenformel des Wollastonits lautet (CaSiO3)n mit einem Molekulargewicht von 116,16×n. Die Dichte der Beta-Phase, die bei Raumtemperatur stabil ist, beträgt 2,9 g/cm³.
Die β-Phase kommt in der Natur als Wollastonit und die α-Phase als Pseudowollastonit vor.